【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大线能量焊接用钢板领域，特别涉及一种大线能量焊接钙处理厚钢板及其制造方法。
技术介绍
1、对于造船、建筑、海洋平台、桥梁、压力容器和石油天然气管线等领域，近年来，板厚50mm以上，母材的抗拉强度≥510mpa的钢材已经大量使用。为了提高这些厚钢板的焊接效率，已经开发了以气电立焊、电渣焊为代表的大线能量、单道次焊接方法。这些大线能量焊接方法，可以大幅度提高焊接效率，缩短焊接工时，降低制造成本，降低焊接工的劳动强度。然而，一般的厚板钢经过大线能量焊接后，焊接热影响区的冲击韧性显著降低，成为制约大线能量焊接工艺应用的主要因素。因此，改善厚钢板的大线能量焊接性能成为越来越迫切的要求。
2、经大线能量焊接后，焊接热影响区钢材的组织结构遭到破坏，奥氏体晶粒明显长大，形成粗晶区。在粗晶区导致脆化的组织是冷却过程中形成的侧板条铁素体、上贝氏体，粗大的晶界铁素体以及在晶界铁素体近旁形成的珠光体、在侧板条铁素体的板条间形成的碳化物岛状马氏体-奥氏体组元(ma)等。随着焊接线能量的增加，原奥氏体晶粒粒径变大，侧板条铁素体和上贝氏体组织更加发达，晶界铁素体的尺寸也相应增大，焊接热影响区的夏比冲击功将显著降低，这降低了焊接热影响区的韧性。
3、日本专利昭61-79745公开了“焊接接头热影响区韧性优良钢材的制造方法”，其揭示了利用钛的氧化物提高钢材大线能量焊接性能的方法。钛的氧化物在高温下稳定，不易发生固溶。同时钛的氧化物可以作为铁素体的形核核心发挥作用，细化铁素体晶粒，并且形成相互间具有大倾角晶粒的针状铁素体组织，
4、神户制钢的日本专利p2008-88488a公开了“焊接热影响区的韧性以及母材韧性优良的钢材及其制造方法”，其揭示了通过添加rem、ca、zr改善厚板焊接热影响区韧性的方法。在焊接热循环过程中，即使温度高达1400℃，利用rem、ca、zr脱氧生成的氧化物也可以在钢材中弥散分布而不发生固溶，因而可以有效地减小铁素体晶粒的尺寸。当夹杂物中rem、ca、zr氧化物的重量百分比含量大于5％，ti氧化物的重量百分比含量大于0.3％的条件下，可以大幅度地提高焊接热影响区的冲击韧性。
5、日本专利特許第7323086号(p7323086)公开了“钢板及其制造方法”，其揭示了在钢材的成分设计中，控制ca、o、s的成分满足0<(ca-(0.18+130×ca)×o)/1.25/s<1，从而维持焊接过程中在cas上析出的微细分散mns复合颗粒，提高焊接热影响部的韧性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种大线能量焊接用钙处理厚钢板及其制造方法，所述钢板板厚50～70mm，母材抗拉强度≥510mpa，焊接线能量大于500kj/cm，钢板的焊接热影响区在-40℃下的平均夏比冲击功在100j以上；所述钢板可以应用于造船、建筑、海洋平台、桥梁、压力容器和石油天然气管线等领域的焊接结构。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种大线能量焊接用钙处理厚钢板，其化学成分重量百分比为：
4、c 0.045～0.075％，
5、si 0.10～0.30％，
6、mn 1.3～1.6％，
7、p≤0.015％，
8、s 0.001～0.01％，
9、ti 0.005～0.035％，
10、nb 0.002～0.02％，
11、ca 0.0005～0.005％，
12、n 0.001～0.01％，
13、al 0.001～0.06％，
14、o 0.001～0.004％，
15、rem≤0.02％，
16、zr≤0.02％，
17、余量包括fe和其它不可避免杂质；
18、钢中有效氧含量oeff满足：-0.05％≤oeff≤-0.002％；
19、oeff＝o-0.4ca-0.17rem-0.35zr-0.89al；
20、0.5≤ti/al≤1.5；
21、钢板中直径≥1μm的微米夹杂物的夹杂物成分满足：
22、0.01≤ca/al≤0.15；
23、0.03≤ti/(al+ca+rem+zr)≤0.2。
24、进一步，所述厚钢板的化学成分还含有cu≤0.3％，b≤0.005％或ni≤0.4％中一种以上元素，以重量百分比计。
25、进一步，余量为fe和其它不可避免杂质。
26、本专利技术所述厚钢板板厚50～70mm，母材抗拉强度≥510mpa，焊接线能量大于500kj/cm焊接条件下，钢板的焊接热影响区在-40℃下的平均夏比冲击功在100j以上。
27、在本专利技术所述钢板的成分设计中：
28、c，是增加钢材强度的元素。对于控轧控冷的tmcp工艺而言，为了稳定地保持特定强度，c含量的下限为0.045％；但是过量地添加c，将导致碳当量增高，母材和焊接热影响区的韧性降低，c含量的上限为0.075％。
29、si，是炼钢预脱氧过程中所需要的元素，并且可以起到强化母材的作用，因此si含量的下限为0.1％；但是si含量过高超过0.3％时，会降低母材的韧性，同时在大线能量焊接过程中，将促进岛状马氏体-奥氏体组元的生成，显著降低焊接热影响区韧性。因此，本专利技术控制si含量范围为0.10～0.30％。
30、mn，可以通过固溶强化提高母材的强度，又可以作为预脱氧元素发挥作用；同时mns的析出可以促进晶内铁素体的生成，mn的下限值为1.3％；但是过高的mn将导致板坯的中心偏析，同时会导致大线能量焊接热影响区的硬化和ma组元生成，降低焊接热影响区的韧性，所以mn的上限值控制为1.6％。
31、ti，通过形成ti2o3粒子，可以促进晶内铁素体的生成。同时ti与n结合生成tin粒子可以钉扎奥氏体晶粒的长大，使母材和焊接热影响区组织细化，提高韧性。所以作为有益元素，ti含量的下限为0.005％。但是ti含量过高时，将形成粗大的氮化物，或者导致tic的生成，降低母材和焊接热影响区的韧性，所以ti含量上限为0.035％。
32、n，可以形成微细的ti氮化物，在大线能量焊接过程中，可以有效地抑制奥氏体晶粒的长大，其下限为0.001％。但是其含量超过0.01％，将导致固溶n的形成，降低母材和焊接热影响区的韧性。
33、nb，细化钢材的组织，提高强度和韧性。其下限是0.002％。但是由于nb原子以固溶的形式与tin相结合，或与n结合，与ti之间存在竞争反应，导致析出物中(ti,nb本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大线能量焊接用钙处理厚钢板，其化学成分重量百分比为：
2.如权利要求1所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板，其特征是，其余为Fe和其它不可避免杂质。
3.如权利要求1或2所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板，其特征是，所述厚钢板的化学成分还含有Cu≤0.3％，B≤0.005％或Ni≤0.4％中一种以上元素，以重量百分比计。
4.如权利要求1或2所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板，其特征是，所述厚钢板板厚50～70mm，母材抗拉强度≥510MPa，焊接线能量大于500kJ/cm焊接条件下，钢板的焊接热影响区在-40℃下的平均夏比冲击功在100J以上。
5.如权利要求3所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板，其特征是，所述厚钢板板厚50～70mm，母材抗拉强度≥510MPa，焊接线能量大于500kJ/cm焊接条件下，钢板的焊接热影响区在-40℃下的平均夏比冲击功在100J以上。
6.如权利要求1或2或3所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板的
8.如权利要求6所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板的制造方法，其特征是，所述厚钢板板厚50～70mm，母材抗拉强度≥510MPa，焊接线能量大于500kJ/cm焊接条件下，钢板的焊接热影响区在-40℃下的平均夏比冲击功在100J以上。
...【技术特征摘要】
1.一种大线能量焊接用钙处理厚钢板，其化学成分重量百分比为：
2.如权利要求1所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板，其特征是，其余为fe和其它不可避免杂质。
3.如权利要求1或2所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板，其特征是，所述厚钢板的化学成分还含有cu≤0.3％，b≤0.005％或ni≤0.4％中一种以上元素，以重量百分比计。
4.如权利要求1或2所述的大线能量焊接用钙处理厚钢板，其特征是，所述厚钢板板厚50～70mm，母材抗拉强度≥510mpa，焊接线能量大于500kj/cm焊接条件下，钢板的焊接热影响区在-40℃下的平均夏比冲击功在100j以上。
5.如权利要求3所述的大线能量焊接用钙处...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨健，李婷婷，张玉旗，陈妍利，赵长亮，何文远，刘延强，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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